CN115950799B - 一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备及方法，所述包括机箱，机箱内设有污泥沉降管；污泥沉降管上部开设污泥溢流口并连接有污泥溢流管，下部开设沉降管进/出口并连接有污泥进/出管；且污泥沉降管的顶端连接有真空泵与气泵；污泥溢流管上设有污泥溢流管阀门，污泥进/出管上设有污泥进/出管阀门；真空泵、气泵、污泥溢流管阀门、污泥进/出管阀门与控制器电连接；本发明还提供设备的测试方法。本发明通过水样抽取装置和图像识别装置来完成污泥沉降比试验的准确检测。

Description

一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备及方法

技术领域

本发明属于污水检测技术领域，尤其是涉及一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备及方法。

背景技术

污泥沉降比（SV）是分析污泥性状乃至整个系统运行状况的重要指标。

在实际运行管理中，沉降比的测定方便、快速，具有无可替代的作用，通过测试可以了解污泥的结构和沉降性能，并在无其它异常的情况下，作为剩余污泥排放的参考依据。污泥沉降比不仅仅是一个数值，污泥沉降比测试应该包括三部分，一是获取测试数据；二是对沉降过程的观察和记录；三是对结果和记录进行综合分析。

但是在平时的工作中，因为操作人员的工作责任心不够强，对沉降比作用认识不到位，往往只是例行公事的测定30min的沉降比数值，而并没有认真观察和掌握实际的沉降过程，也正因为如此，这种测试是不科学的，对实际的工作没有真正的指导意义。

另外，处于生产用地集约性和环境条件的需求，目前地下、半地下污水处理厂也越来越多，污水处理池体往往部分或者全部设置在地面以下，并用盖板覆盖，人工无法直接观察生物池状况，给污水处理安全和生产提出了更高要求，生产运行尽可能实现少人化、无人化。

同时，污泥的一些异常现象也可通过沉降试验反映出来，如果操作人员测定时，只了解三十分钟后的沉降比，而没有认真观察和分析污泥沉降测定过程的一些情况，那么在当运行发生异常时，污泥沉降测定过程中所能提示的故障信息很难被获取。相反的，由于测定的随意性，测定时反应池液位高低不定，时间控制差异大，所测得的结果严重影响运行中工艺的调整和判断。

因此，在进行污泥沉降试验过程中，不仅要观察沉降比，还要注意观察污泥的其它特性，如外观、沉降速率、泥水界面清晰程度、上层液的混浊情况，是否有悬浮物等情况。

测量污泥沉降比避免日光照射和振动，目前人工检测由于工作现场光线、图像采集设备等记录条件的限制无法全面记录污泥沉降曲线、污泥颜色等因素。

有报道用泵抽取污泥混合液的检测装置，但是污泥混合液通过泵体搅拌、打散后其物理性状和原来差别较大，不能够准确描述污泥池体中污泥的沉降性能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备及方法，本发明通过水样抽取装置和图像识别装置来完成污泥沉降比试验的准确检测。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，包括机箱，机箱内设有污泥沉降管；污泥沉降管上部开设污泥溢流口并连接有污泥溢流管，下部开设沉降管进/出口并连接有污泥进/出管；且污泥沉降管的顶端通过管道分别连接有真空泵与气泵；

污泥溢流管上设有污泥溢流管阀门，污泥进/出管上设有污泥进/出管阀门；

真空泵、气泵、污泥溢流管阀门、污泥进/出管阀门与控制器电连接。

进一步地，与污泥沉降管位置对应的一侧设有摄像头，另一侧设有匀光板；机箱的外表面设有触控屏，所述摄像头、匀光板、触控屏与控制器电连接。

进一步地，机箱内还设有缓冲罐，缓冲罐的顶端通过进真空泵抽气管连接有真空泵，同时缓冲罐的顶端通过进缓冲罐抽气管与污泥沉降管的顶端连通；缓冲罐的底端设有缓冲罐排空管，且缓冲罐排空管上设有缓冲罐排空管阀门，缓冲罐排空管阀门与控制器电连接。

进一步地，污泥沉降管的顶端通过气体补压管连接气泵，气体补压管上设有补压管阀门，补压管阀门与控制器电连接。

进一步地，污泥沉降管底部设有超声波清洗探头，超声波清洗探头与控制器电连接。

进一步地，污泥沉降管为顶端用检修旋塞旋紧封闭的高硼玻璃管，玻璃管的公称厚度为0.5～5毫米，厚度偏差不大于0.2毫米，薄厚差不大于0.2毫米，玻璃透光率≥85%；且污泥沉降管底端安装有超声波清洗探头；匀光板的辉度1600nit～6000nit，均匀度≥75%。

进一步地，所述机箱的一侧设有检修侧门。

本发明还提供了不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备进行污泥沉降比检测的方法，包括清洗过程、检测过程和检测间隔，其中检测过程和检测间隔包括如下步骤：

1）进水：污泥进/出管阀门打开，补压管阀门、污泥溢流管阀门、缓冲罐排空管阀门关闭，真空泵开启进水，开启时长t1后关闭，污泥进/出管阀门、补压管阀门、污泥溢流管阀门、缓冲罐排空管阀门关闭；

2）定容：补压管阀门、污泥溢流管阀门打开，污泥进/出管阀门关闭，气泵开启，经过时长t2后关闭气泵，关闭补压管阀门、污泥溢流管阀门；

3）准备光源：延时T-t0后打开匀光板；

4）采集图像：延时t0后开启摄像头采集图像，图像采集到控制器上；

5）图像识别和数据处理：延时t0后启动控制器中的图像识别和数据处理软件，将数据储存在控制器机载储存介质中，处理结果显示在触控屏上；

6）排空过程：延时t3后污泥进/出管阀门、补压管阀门打开，污泥溢流管阀门关闭，气泵开启出水，同时启动超声波清洗探头，经过时长t2后关闭超声波清洗探头和气泵，补压管阀门关闭；

7）清洗过程：延时t0后污泥进/出管阀门打开，补压管阀门、污泥溢流管阀门关闭，真空泵开启进水，同时启动超声波清洗探头，真空泵开启时长t1后关闭，污泥进/出管阀门、补压管阀门、污泥溢流管阀门关闭；延时t0后，污泥进/出管阀门、补压管阀门打开，污泥溢流管阀门关闭，气泵开启出水，经过时长t1后关闭气泵和超声波清洗探头，延时t0后判断清洗次数n是否等于n0，如果n小于n0，则重复清洗过程，直到n不小于n0；

8）检测间隔：监测周期为T1，如果n不小于n0，则进入检测周期延时阶段，时长为T1-2n0(2t0+t1+t2)-t1-T-t0-t3-t2，清洗次数n置零并回到清洗过程，进入下一轮监检测；

其中清洗循环次数为n0、延时时长为t0、进水时长为t1、排水时长为t2、沉降时间为T、数据处理延时为t3、监测周期为T1。

进一步地，清洗过程包括如下步骤：清洗次数n置零，污泥进/出管阀门打开，补压管阀门、污泥溢流管阀门、缓冲罐排空管阀门关闭，真空泵开启进水，同时启动超声波清洗探头，真空泵开启时长t1后关闭；延时t0后，污泥进/出管阀门、补压管阀门打开，污泥溢流管阀门关闭，气泵开启出水，经过时长t1后关闭气泵和超声波清洗探头，污泥进/出管阀门、补压管阀门、污泥溢流管阀门关闭。

摄像头为CCD或CMOS类型，镜头：F=1.2～4.5mm，f=3.9～85.8mm，分辨率包含但不限于160x120、320x240、544x288、640x480、800x600、960x720、1280x720、1280x960，色彩空间包含但不限于YUYV、YV12、NV12、MJPEG，帧率为15～200fps，NR≥3级。匀光板包含导光板、光学膜片以及光源等部分，采用侧部发光或底部发光类产品，辉度1600nit～6000nit，均匀度≥75%。超声波清洗探头输出频率为15～40KHZ。控制器中集成有MODBUS通讯协议的继电器。控制器的运行状态和数据处理结果通过触控屏与外界实现人机交互，触控屏安装在机箱开孔上。

相对于现有技术，本发明所述的一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备及方法，具有以下优势：

本发明旨在解决因环境因素、人为因素致使测定结果出现偏差的问题。

本发明采用真空负压进水、正压定容和正压出水的相结合方式相，使检测结果更准确。本发明避免对污泥混合液的搅拌和打散，破坏污泥絮凝体，使污泥沉降比测试更精准反应活性污泥状态，同时避免污泥沉降管定容不准确，导致检测结果不准确；只靠大气压力出水，导致出水速度慢、污泥沉降管中有积液，正压出水，可以确保污泥沉降管排空，使检测结果更准确。

检测效率高；本发明的测试过程中设置有检测周期延时阶段，并且延时时长为T1-2n0(2t0+t1+t2)-t1-T-t0-t3-t2，通过本公式，可以精准调节检测频率，通过该设备，采样频率可以提高到一天10次，采样频率提高了10倍。

人工成本降低；现有技术中，一般是人工采样检测污泥沉降比，检测结果受操作人员人为因素影响较大，针对地下或半地下的污水处理厂，需要双人巡检。但时常出现操作人员不负责，不能及时检测、检测时间或短或长，检测频率低，一般是一天一次，不利于二沉池的精准排泥和污水处理厂的成本控制，本发明自动化检测，大大节约了人工成本，而且降低了人为因素的影响，对后续精度的提升提供了保证。

安全性提升；目前地下、半地下污水处理厂也越来越多，污水处理池体往往部分或者全部设置在地面以下，并用盖板覆盖，人工无法直接观察生物池状况，给污水处理安全和生产提出了更高要求。之前针对地下或者半地下取样，因为地下环境的限制，操作人员取样时间有一定的限制，时间过长，存在不安全因素，本申请自动取样，脱离了对环境因素的要求，没有安全隐患；

检测结果多样化，评价指标丰富化，更有参考价值和指导意义；目前人工检测由于工作现场光线、图像采集设备等记录条件的限制无法全面记录污泥沉降曲线、污泥颜色等因素。有报道用泵抽取污泥混合液的检测装置，但是污泥混合液通过泵体搅拌、打散后其物理性状和原来差别较大，不能够准确描述污泥池体中污泥的沉降性能。因此，在进行污泥沉降试验过程中，不仅要观察沉降比，还要注意观察污泥的其它特性，如外观、沉降速率、泥水界面清晰程度、上层液的混浊情况，是否有悬浮物等情况。同时，污泥的一些异常现象也可通过沉降试验反映出来，如果操作人员测定时，只了解三十分钟后的沉降比，而没有认真观察和分析污泥沉降测定过程的一些情况，那么运行发生异常时，污泥沉降测定过程中所能提示的故障信息很难被获取。相反的，由于测定的随意性，测定时污泥沉降管中液位高低不定，时间控制差异大，所测得的结果严重影响运行中工艺的调整和判断泥的沉降性能。

本发明的测试设备结构简单，生产成本低，设有检修侧门，便于维修。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备的简单结构示意图；

附图标记说明：

（1）真空泵；（2）缓冲罐；（3）进缓冲罐抽气管；（4）污泥沉降管；（5）污泥进/出管阀门；（6）超声波清洗探头；（7）气体补压管；（8）补压管阀门；（9）气泵；（10）污泥溢流管阀门；（11）污泥溢流管；（12）匀光板；（13）污泥进/出管；（14）进真空泵抽气管；（15）摄像头；（16）控制器；（17）触控屏；（18）缓冲罐排空管；（19）缓冲罐排空管阀门；（20）机箱；（21）检修侧门。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，包括机箱20，机箱20内设有污泥沉降管4；污泥沉降管4上部开设污泥溢流口并连接有污泥溢流管11，下部开设沉降管进/出口并连接有污泥进/出管13；且污泥沉降管4的顶端通过管道分别连接有真空泵1与气泵9；

污泥溢流管11上设有污泥溢流管阀门10，污泥进/出管13上设有污泥进/出管阀门5；

真空泵1、气泵9、污泥溢流管阀门10、污泥进/出管阀门5与控制器16电连接。

本发明采用真空负压进水、正压定容和正压出水的相结合方式，负压进水环节，污泥混合液从二沉池中通过污泥进/出管13进入到污泥沉降管4中，避免泵体对污泥混合液的搅拌和打散，破坏污泥絮凝体，使污泥沉降比测试更精准反应活性污泥状态。

污泥沉降管4在测量污泥沉降比SV30的过程中，需要将污泥混合液定容到1L，但在实际工况中，污泥溢流管11一般都会比较长，污泥溢流管11一般存在弯曲或折弯，造成在折弯处存有积液，会导致污泥沉降管4中液面高于污泥溢流口的液面，导致沉降管中污泥混合液的体积大于1L，导致检测的污泥沉降比SV30结果不准确。定容过程中，气泵9启动，可以使多余的污泥混合液排出，使污泥混合液保持1L的体积。

在污泥混合液从污泥沉降管4排空过程中，如果只靠大气压力出水，导致出水速度慢，再加上污泥沉积在底部，压力不够，导致污泥沉降管中排不空，污泥进/出管13也会排不空，当再次检测进水时，积液和新取样本混合，导致检测结果不准确。排空过程中，气泵9启动，可以排空污泥沉降管4；使检测结果更准确。

本发明中设备安装在遮光良好的机箱20中，与污泥沉降管4位置对应的一侧设有摄像头15，另一侧设有匀光板12；机箱20的外表面设有触控屏17，所述摄像头15、匀光板12、触控屏17与控制器16电连接。

优选的，摄像头15为CCD或CMOS类型，镜头：F=1.2～4.5mm，f=3.9～85.8mm，分辨率包含但不限于160x120、320x240、544x288、640x480、800x600、960x720、1280x720、1280x960，色彩空间包含但不限于YUYV、YV12、NV12、MJPEG，帧率为15～200fps，NR≥3级。匀光板12包含导光板、光学膜片以及光源等部分，采用侧部发光或底部发光类产品，辉度1600nit～6000nit，均匀度≥75%。

优选的，摄像头的高度可任意调节，在摄程范围内即可，高度调节的结构采用机械结构中常见的长度调节结构即可，如伸缩棒等常规结构。

在一个优选的实施例中，机箱内还设有缓冲罐2，缓冲罐2的顶端通过进真空泵抽气管14连接有真空泵1，同时缓冲罐2的顶端通过进缓冲罐抽气管3与污泥沉降管4的顶端连通；缓冲罐2的底端设有缓冲罐排空管18，且缓冲罐排空管18上设有缓冲罐排空管阀门19，缓冲罐排空管阀门19与控制器16电连接。

当真空泵1导致出现异常进水时，污泥混合液会存储在缓存罐2内，可以通过缓冲罐排空管阀门19，定期排空缓存罐2中的污泥混合液。

在一个优选的实施例中，污泥沉降管4的顶端通过气体补压管7连接气泵9，气体补压管7上设有补压管阀门8，补压管阀门8与控制器16电连接。

在一个优选的实施例中，污泥沉降管4底部设有超声波清洗探头6，超声波清洗探头6与控制器16电连接。

优选的，超声波清洗探头6输出频率为15～40KHZ。

在一个优选的实施例中，污泥沉降管4为顶端用检修旋塞旋紧封闭的高硼玻璃管，玻璃管的公称厚度为0.5～5毫米，厚度偏差不大于0.2毫米，薄厚差不大于0.2毫米，玻璃透光率≥85%；且污泥沉降管4底端安装有超声波清洗探头6；匀光板12的辉度1600nit～6000nit，均匀度≥75%。

在一个优选的实施例中，所述机箱20的一侧设有检修侧门21。

本发明中控制器16中集成有MODBUS通讯协议的继电器，继电器可以控制真空泵1、污泥进/出管阀门5、补压管阀门8、污泥溢流管阀门10、超声波清洗探头6、匀光板12、摄像头15的开启/关闭。控制器16的运行状态和数据处理结果通过触控屏17与外界实现人机交互。

本发明对控制器中的图像识别和数据处理软件不做具体限定，采用现有技术中的软件。

另一方面，本发明还提供了一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试方法，优选通过上述系统实现，包括以下步骤：

1、设定参数：清洗循环次数n0、延时时长t0、进水时长t1、排水时长t2、沉降时间T、数据处理延时t3、监测周期T1；

2、清洗过程：清洗次数n置零，污泥进/出管阀门5打开，补压管阀门8、污泥溢流管阀门10、缓冲罐排空管阀门19关闭，真空泵1开启进水，同时启动超声波清洗探头6，真空泵1开启时长t1后关闭；延时t0后，污泥进/出管阀门5、补压管阀门8打开，污泥溢流管阀门10关闭，气泵9开启出水，经过时长t1后关闭气泵9和超声波清洗探头6，污泥进/出管阀门5、补压管阀门8、污泥溢流管阀门10关闭；

3、延时t0后判断清洗次数n是否等于n0，如果n小于n0，则重复清洗过程，直到n不小于n0。如果n不小于n0，则清洗次数n置零，开始检测过程；

4、检测过程：

A.进水：污泥进/出管阀门5打开，补压管阀门8、污泥溢流管阀门10、缓冲罐排空管阀门19关闭，真空泵1开启进水，开启时长t1后关闭，污泥进/出管阀门5关闭，补压管阀门8、污泥溢流管阀门10关闭；

B.定容：补压管阀门8、污泥溢流管阀门10打开，污泥进/出管阀门5关闭，气泵9开启，经过时长t2后关闭气泵9，关闭补压管阀门8、污泥溢流管阀门10；

C.准备光源：延时T-t0后打开匀光板12；

D.采集图像：延时t0后开启摄像头15采集图像，图像采集到控制器16；

E.图像识别和数据处理：延时t0后启动控制器16中的图像识别和数据处理软件，将数据储存在控制器16机载储存介质中，处理结果显示在触控屏17上。

F.排空过程：延时t3后污泥进/出管阀门5、补压管阀门8打开，污泥溢流管阀门10，气泵9开启出水，同时启动超声波清洗探头6，经过时长t2后关闭超声波清洗探头6和气泵9；

G.清洗过程：延时t0后污泥进/出管阀门5打开，补压管阀门8、污泥溢流管阀门10关闭、缓冲罐排空管阀门19关闭，真空泵1开启进水，同时启动超声波清洗探头6，真空泵1开启时长t1后关闭，污泥进/出管阀门5、补压管阀门8、污泥溢流管阀门10关闭。延时t0后污泥进/出管阀门5、补压管阀门8打开，污泥溢流管阀门10关闭，气泵9开启出水，经过时长t1后关闭气泵9和超声波清洗探头6，延时t0后判断清洗次数n是否等于n0，如果n小于n0，则重复清洗过程，直到n不小于n0；

H.检测间隔：如果n不小于n0，则进入监测周期延时阶段，时长为T1-2n0(2t0+t1+t2)-t1-T-t0-t3-t2，清洗次数n置零并回到过程2，进入下一轮检测。

通过设置检测间隔，可以方便调节检测的频率，监测周期延时阶段时长为T1-2n0(2t0+t1+t2)-t1-T-t0-t3-t2，通过本公式，可以实现精准的调节检测频率。

延时t0是为了解决本地网络可能出现的异常、中断，延时为了让检测数据存储在本地存储介质上。不同功能下的t0数量可以是不同的，也可以是相同的，在本申请中，t0取最大值，设置为相同数值，简化控制程序。

本申请中，延时时长t0可以为3秒；进水时长t1，与进水的输送距离成正相关，进水时长t1，要保证污泥沉降管4中的进水液面高于污泥溢流口的液面的高度；排水时长t2，时间足够污泥沉降管中的液体完全排出，不滞留有存液；沉降时间T为30min；数据处理延时t3为500毫秒-1秒；监测周期T1，最短是2个小时，一般为24个小时，通过本设备，24小时内可以检测10次。

另一方面，本发明提供了检测结果的评价。

（1）污泥颜色

污泥颜色的结果评价如表1所示。

表1

（2）污泥形态

沉淀物的颜色深浅、光泽、鲜艳度。活性污泥活性越高色泽越淡；污泥老化程度越老化色深而无光泽；污泥中毒色泽晦暗；活性污泥负荷越高色泽越淡；丝状菌膨胀淡而白；污泥浓度越高色泽越深；污泥反硝化色泽亮丽。

污泥形态的评价如表2。

表2

（3）沉淀状态

沉降比在生化系统中可模拟出二沉池的效果，可以反应出系统的污泥沉降过程的各个阶段，为及早发现生化系统问题提供了可能。各个阶段的沉降状态尤为重要。

初期：混合液处于完全混合状态，絮凝状态能够迅速，絮体间隙清晰的间隙水；

自由沉淀状态：出现絮体沉降过程；

集团沉淀状态：絮体积聚后的整体下沉；

压缩沉淀过程：沉降过程已不明显，污泥层厚度逐步压缩。

①在自由沉淀到集团沉淀的阶段，整沉性表现出泥水界面清晰和整体沉淀。原因：活性污泥活性越低越好；污泥负荷越高越好；曝气过度则差；中毒污泥整沉性差；丝状菌膨胀整沉性好但沉速慢。

②沉降速度：活性污泥活性越高沉降越好；污泥老化程度越老化沉降速度越快；活性污泥负荷越高沉降速度越慢；污泥膨胀沉降速度缓慢；惰性物质含量越高沉降速度越快。

③污泥沉降管（5）壁粘挂有活性污泥絮体颗粒，原因是活性污泥老化；曝气过度。

（4）清晰度

清晰度的评价如表3所示。

表3

（5）沉淀物卷毡度

正常状态的活性污泥卷毡适度；活性污泥老化过度时表现明显；污泥中毒、高负荷时不具卷毡性。

（6）其他

A.絮体(矾花)形成的速度快，矾花形态大，污泥形状良好；

B.污泥沉降的快慢，以5min内完成沉降过程的80%左右为好；

C.一般生活污水污泥沉降的百分比以SV30为15%～30%为好。

对于一个采用活性污泥法的污水厂来说，通过沉降比去了解活性污泥的状态，并采取相应的调整措施改善，是水厂日常运行管理中必不可少的一环。

1）溶解氧

一般来说，在沉降比较小的情况下，DO会增大，反之，DO会减小。

在沉降比较小的情况下，微生物数量少，对溶解氧的消耗量自然不多，剩余溶解氧就会增多；在沉降比较大的情况下，微生物数量多，溶解氧消耗量增大，DO就会减少。污泥沉降30min后呈层状上浮，说明活性污泥氧化能力较强，氨氮发生硝化反应并还原为氮气，附着污泥上浮，这种情况可以通过减少污泥在二沉池的停留时间或降低曝气来解决。

2）污泥沉淀性能

沉降比与污泥指数、污泥浓度密切相关，SVI=SV30/MLSS。在工艺运行中,如果生化池进水量、有机负荷、剩余污泥排放量等运行条件比较稳定，污泥沉降比一般比较稳定，不会发生突变，污泥指数比较稳定。此时的污泥沉降比对应一定的活性污泥浓度，两者成正比，活性污泥处于生长周期的稳定期阶段。但当进水水质、温度、pH值或其它运行条件突然发生改变时，生化池污泥沉降性能将显著下降，污泥指数上升，出水污泥浑浊，污泥浓度逐渐降低，此时污泥沉降比可以作为运行工况变化分析的依据和工艺调整恢复的指示。

一般情况下，SVI＜100时，则说明污泥沉降性能良好，活性污泥处于对数生长期或稳定期；100＜SVI＜150时，则说明污泥沉降性能变差，处于内源呼吸期或衰退期；SVI＞150时，则说明污泥负荷过高或发生污泥膨胀。

3）调整处理工艺

从沉降比性质来看，活性污泥会出现正常、过生、老化、腐化几种状态。因此，在具体工作过程中可以根据30min沉降比指标的变化来调整处理工艺。

正常污泥颜色为褐黄色，有土腥味，在处理时，前5分钟沉降比可以达到50%以上，不会出现颗粒，上层清液透明，分离清晰，有少许钟虫、线虫、轮虫等生物；过生活性污泥中的深层清洁不再透明，变得浑浊，需要增加剩余污泥排放量；

老化污泥中，量筒内的泥水分界界面不平滑，有很多悬浮污泥颗粒，微生物主要为后生动物；在腐化污泥中，颜色发黑，污泥浓度升高，需要增加溶解氧。

4）判断设备运行情况

根据沉降比数据，能判断出设备的运行情况。这些故障的存在都会致使沉降比下降，可通过测定SV30进行反推。

如果沉降比大幅下降，可能是由于二沉池刮泥机运行故障、二沉池排泥堰门堵塞、潜水搅拌器停止运行、外回流泵故障、生物池二沉池放空管未关闭。

5）评价污泥处理效果

污泥沉降比不同，污水处理效果也大相径庭。

如果沉降比介于5%～50%之间，污水处理效果最好；

如果沉降比超过50%，那么污水处理效果会呈线性降低；

在沉降比不足10%时，污泥发育不良，甚至不达标；

在沉降比介于10%～50%时，污泥成熟，污泥负荷进入沉降阶段，沉淀效果较好；为了节约能源，降低曝气池鼓风量，污泥沉降比一般介于15%～30%间即可。

6）预防污泥膨胀

污泥沉降比在确保曝气池稳定性、预防污泥膨胀上，也有重要意义。如果污泥浓度较低，丝状菌繁殖力将会大大提升，这会影响泥水的分离能力，在具体实践中，需要基于季节特点、沉降比数据、微生物镜检情况避免污泥膨胀问题的发生。

Claims (7)

1.一种不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，其特征在于：包括机箱（20），机箱（20）内设有污泥沉降管（4）；污泥沉降管（4）上部开设污泥溢流口并连接有污泥溢流管（11），下部开设沉降管进/出口并连接有污泥进/出管（13）；且污泥沉降管（4）的顶端通过管道分别连接有真空泵（1）与气泵（9）；

污泥溢流管（11）上设有污泥溢流管阀门（10），污泥进/出管（13）上设有污泥进/出管阀门（5）；

真空泵（1）、气泵（9）、污泥溢流管阀门（10）、污泥进/出管阀门（5）与控制器（16）电连接；

污泥沉降管（4）的顶端通过气体补压管（7）连接气泵（9），气体补压管（7）上设有补压管阀门（8），补压管阀门（8）与控制器（16）电连接；

机箱内还设有缓冲罐，缓冲罐的顶端通过进真空泵抽气管连接有真空泵，同时缓冲罐的顶端通过进缓冲罐抽气管与污泥沉降管的顶端连通；缓冲罐的底端设有缓冲罐排空管，且缓冲罐排空管上设有缓冲罐排空管阀门，缓冲罐排空管阀门与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，其特征在于：与污泥沉降管（4）位置对应的一侧设有摄像头（15），另一侧设有匀光板（12）；机箱（20）的外表面设有触控屏（17），所述摄像头（15）、匀光板（12）、触控屏（17）与控制器（16）电连接。

3.根据权利要求2所述的不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，其特征在于：污泥沉降管（4）底部设有超声波清洗探头（6），超声波清洗探头（6）与控制器（16）电连接。

4.根据权利要求3所述的不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，其特征在于：污泥沉降管（4）为顶端用检修旋塞旋紧封闭的高硼玻璃管，玻璃管的公称厚度为0.5～5毫米，厚度偏差不大于0.2毫米，薄厚差不大于0.2毫米，玻璃透光率≥85%。

5.根据权利要求4所述的不破坏污泥形态的污泥沉降比测试设备，其特征在于：所述机箱（20）的一侧设有检修侧门（21）。

6.一种使用如权利要求1-5任一项所述的设备进行污泥沉降比检测的方法，其特征在于：包括清洗过程、检测过程和监测间隔，其中检测过程和监测间隔包括如下步骤：

1）进水：污泥进/出管阀门（5）打开，补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）、缓冲罐排空管阀门（19）关闭，真空泵（1）开启进水，开启时长t1后关闭，污泥进/出管阀门（5）、补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）、缓冲罐排空管阀门（19）关闭；

2）定容：补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）打开，污泥进/出管阀门（5）关闭，气泵（9）开启，经过时长t2后关闭气泵（9），关闭补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）；

3）准备光源：延时T-t0后打开匀光板（12）；

4）采集图像：延时t0后开启摄像头（15）采集图像，图像采集到控制器（16）上；

5）图像识别和数据处理：延时t0后启动控制器（16）中的图像识别和数据处理软件，将数据储存在控制器（16）机载储存介质中，处理结果显示在触控屏（17）上；

6）排空过程：延时t3后污泥进/出管阀门（5）、补压管阀门（8）打开，污泥溢流管阀门（10）关闭，气泵（9）开启出水，同时启动超声波清洗探头（6），经过时长t2后关闭超声波清洗探头（6）和气泵（9），补压管阀门（8）关闭；

7）清洗过程：延时t0后污泥进/出管阀门（5）打开，补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）关闭，真空泵（1）开启进水，同时启动超声波清洗探头（6），真空泵（1）开启时长t1后关闭，污泥进/出管阀门（5）、补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）关闭；延时t0后，污泥进/出管阀门（5）、补压管阀门（8）打开，污泥溢流管阀门（10）关闭，气泵（9）开启出水，经过时长t1后关闭气泵（9）和超声波清洗探头（6），延时t0后判断清洗次数n是否等于n0，如果n小于n0，则重复清洗过程，直到n不小于n0；

8）检测间隔: 监测周期为T1，如果n不小于n0，则进入检测周期延时阶段，时长为T1-2n0(2t0+t1+t2)-t1-T-t0-t3-t2，清洗次数n置零并回到清洗过程，进入下一轮检测；

其中清洗循环次数为n0、延时时长为t0、进水时长为t1、排水时长为t2、沉降时间为T、数据处理延时为t3、监测周期为T1。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：清洗过程包括如下步骤：清洗次数n置零，污泥进/出管阀门（5）打开，补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）、缓冲罐排空管阀门（19）关闭，真空泵（1）开启进水，同时启动超声波清洗探头（6），真空泵（1）开启时长t1后关闭；延时t0后，污泥进/出管阀门（5）、补压管阀门（8）打开，污泥溢流管阀门（10）关闭，气泵（9）开启出水，经过时长t1后关闭气泵（9）和超声波清洗探头（6），污泥进/出管阀门（5）、补压管阀门（8）、污泥溢流管阀门（10）关闭。

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